DE3330335A1

DE3330335A1 - Elektroden-fuehrungs- und kontakt-huelse fuer das lichtbogenschweissen

Info

Publication number: DE3330335A1
Application number: DE19833330335
Authority: DE
Inventors: Helmut 5750 Menden Heide; Karlheinz 5900 Siegen Neubert; Peter Wilhelm Dipl.-Ing. 5990 Altena Rentrop
Original assignee: RUMP FA JOH M
Current assignee: RUMP FA JOH M
Priority date: 1983-08-23
Filing date: 1983-08-23
Publication date: 1985-03-14
Also published as: DE3330335C2

Description

Elektroden-Führungs- und Kontakt-Hülse für das Lichtbogenschweißen

Die Erfindung betrifft eine Elektroden- Führungsund Kontakt-Hülse für das Lichtbogenschweißen der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art.

Bei einer aus der Praxis bekannten Elektroden-Führungsund Kontakt-Hülse für das Lichtbogenschweißen, wobei die quasi endlose Elektrode durch die vorgenannte, aus elektrisch leitendem Material bestehende Hülse hindurchgeführt wird, dabei an die Schweißspannung angelegt und auf die Schweißstelle gerichtet wird, ist der Elektroden-Durchführungskanal der Hülse über seine gesamte, etwa dem fünfzehnfachen Elektroden-Durchmesser entsprechende Länge zylindrisch ausgebildet.

Ferner hat diese bekannte, außenseitig vieleckig, vielfach sechseckig profilierte Hülse an dem der Mündung der Hülse abgewandtem Endteil einen gegenüber dem vieleckigen Hülsenabschnitt im Durchmesser kleineren Gewindezapfen zum auswechselbaren Anschluß an einer Halterung einer automatischen Schweißmaschine.

Außerdem entspricht der Durchmesser des Durchführungskanales der Hülse mindestens dem 1,2-fachen des Durchmessers der kreisrund profilierten Elektrode, um eine störungsfreie Förderung der meistens von einer Rolle abgewickelten und nicht immer exakt geradlinig ausgerichteten Elektrode durch die Hülse sicherzustellen.

Dieses ansich notwendige aber relativ große Spiel zwischen der Elektrode und dem Durchführungskanal· der Hülse hat aber den Nachteil, daß bei der Förderung der Elektrode durch die Hülse,und zwar unter anderem zum Anlegen einer Schweißspannung an die Elektrode über die Hülse, die elektrische Kontaktierung zeitweise unterbrochen werden kann.

Zudem ist die Gasstrahlführung beim Lichtbogenschweißen , zum Beispiel mit Schutzgas, wobei durch die Hülse und durch einen letztere mit Spiel umfassenden rohrförmigen, zylindrische Querschnitte aufweisenden Mantel eine Ringdüse gebildet wird, durch die ein die aus der Hülse austretende Elektrode umhüllender Gasstrahl gebildet werden soll, infolge

der dabei sich bildenden Turbulenzen unbefriedigend.

Aufgabe der Erfindung ist nun, eine Elektroden-Führungs- und Kontakthülse der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art, derart zu verbessern, daß unter Beibehaltung einer relativ störungsfreien Fördermöglichkeit für die Elektrode durch die Hülse mit einfachen Mitteln eine sichere elektrische Kontaktierung erreichbar ist, die auch eine größere Wirtschaftlichkeit ergibt.

Die Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, daß der Durchführungskanal mindestens drei in Förderrichtung der Elektrode aneinander anschließende Zonen aufweist, und zwar eine Einführungszone, die eine gegenüber dem Durchmesser der Elektrode etwa doppelt oder mehrfach größere lichte Weiten aufweist, ferner aus einer an letztere sich anschließenden, in Förderrichtung der Elektrode sich verengenden Übergangszone, deren lichte Weite eingangs der lichten Weite der Einführungszone entspricht, und aus einer Elektroden-Führungs- und Kontaktzone, in welche die Übergangszone stufenlos übergeht, und daß die lichte Weite der Elektroden-Führungs- und Kontaktzone nur um etwa ein Zehntel größer als der Elektroden-Durchmesser ausgebildet ist.

Hierdurch ist bei etwa gleichgroßer Baulänge der Hülse wie bisher der relativ enge und bislang über die gesamte Länge der Hülse sich erstreckende, zur Ausrichtung der Elektrode auf die Schweißstelle und zur elektrischen Kontaktierung bestimmte sowie zur Blockierung der Elektroden-Durchführung neigende Kanalabschnitt auf einen Bruchteil seiner bisherigen Länge verkürzt und somit die Gefahr einer Blockierung erheblich gemindert worden, dies wiederum erlaubt den zur Kontaktierung und Führung bestimmten Kanalabschnitt wesentlich enger als bislang auszubilden, woraus auch eine höhere Sicherheit der elektrischen Kontaktierung resultiert.

Dabei ist auch eine sichere und lagerichtige Zuführung der Elektrode zu dem der Kontaktierung dienenden Kanalabschnitt sichergestellt.

Aus dieser Gestaltung ergibt sich auch eine Verminderung der bislang durch Blockierung der Elektrode und/oder mangelhafte elektrische Kontaktierung bedingten Stillstandzeiten und somit eine erhebliche Verbesserung der Wirtschaftlichkeit der gesamten Schweißmaschine bei welcher die erfindungsgemäße Elektroden-Führungs- und Kontakt-Hülse angewandt wird.

Dabei hat es sich in diesem Sinne als besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn die axiale Länge der Elektroden-Führungs-und Kontaktzone etwa einem Fünftel der Gesamtlänge der Hülse entspricht und wenn vorzugsweise zudem die axiale Länge der Einführungszone etwa zwei Drittel der Gesamtlänge der Hülse gleicht.

Eine sowohl fertigungstechnisch günstige als auch die Zuführung der Elektrode zur Führungs- und Kontaktzone begünstigende Ausgestaltung besteht darin, daß die Einführungszone über ihre gesamte Länge gleiche, insbesondere zylindrische lichte Querschnitte aufweist.

Zur weiteren Erleichterung der lagerichtigen Zuführung der Elektrode ist es vorteilhaft, wenn die Einführungszone am freien Endteil eine entgegen der Förderrichtung der Elektrode sich insbesondere konisch erweiternde und an der freien, benachbarten Stirnseite ausmündende Aussparung aufweist.

Außerdem kennzeichnet sich eine die Wirtschaftlichkeit verbessernde Ausgestaltung des vorbeschriebenen Gegenstandes dadurch, daß die Elektroden-Führungs- und Kontaktzone in Förderrichtung der Elektrode in eine

zum freien Ende hin sich erweiternde, stirnseitig offene Ausnehmung übergeht.

Diese in der in Förderrichtung der Elektrode vorderen Hülsenstirnseite zum Durchführungskanal koaxial angeordnete und im Durchmesser gegenüber der Führungsund Kontaktzone des Durchführungskanales größere Ausnehmung verhindert den Aufbau von Schmutz aus Abbrand und Schweißperlen an der Mündung der Führungs- und Kontaktzone des Hülsendurchführungskanales.

Eine die Kontaktierung weiterhin verbessernde Ausgestaltung des vorbeschriebenen Gegenstandes besteht darin, daß die Elektroden-Führungs- und Kontaktzone so vieleckig profiliert ist, daß der von den Vieleckseiten eingeschlossene Kreis gering größer als der Elektroden-Querschnitt ist.

Hierdurch wird bei der Förderung der Elektrode durch die Führungs- und Kontaktzone der Hülse nunmehr eine mehrfache linienförmige Anlage der Elektrode an die Querschnittsseiten der vieleckig profilierten Führungs- und Kontaktzone erzielt, woraus die angestrebte Verbesserung der elektrischen Kontaktierung resultiert.

Um die Wirtschaftlichkeit des vorbeschriebenen Gegenstandes weiterhin zu verbessern, wird vorgeschlagen, die EinführungsKzone und/oder die Übergangszone zumindest partiell mit hochverschleißfester Keramik auszukleiden.

Außerdem ist es zur Verbesserung der Gasstrahlführung beim Lichtbogenschweißen mit Schutzgas vorteilhaft, wenn die Hülse außenseitig im Anschluß an eine, an dem der Mündung der Hülse abgewandten Endteil angeordnete, Schlüsselansätze aufweisende, erste Zone eine in Förderrichtung der Elektrode sich konisch verjüngende zweite Zone aufweist, die in eine daran sich anschließende dritte Zone übergeht, welche über ihre gesamte Länge zylindrisch ausgebildet ist und deren Durchmesser der zweiten Zone entspricht, wobei vorzugsweise ferner die drei äußeren Zonen der Hülsen zueinander etwa gleiche axiale Längen aufweisen.

Ausführ.ungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Elektroden-Führungs- und Kontakthülse für das Lichtbogenschweißen in der Vorderansicht, und zwar etwa normaler Große,

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung derselben im Längsschnitt,

Fig. 3 eine Variante derselben ebenfalls im Längsschnitt,

Fig. 4 desgleichen im Schnitt der Linie IV-IV der Fig. 2 gesehen,

Fig. 5 eine Variante in der gleichen Ansicht wie Fig. 4.

Diese länglichen aus elektrisch hochleitfähigen Materialien, insbesondere Kupfer-Legierungen mit Zusätzen z.B. von Silber, Wolfram, Graphit, hergestellten Elektroden-Führungs- und Kontakthülsen 1, welche jeweils an dem einen Endteil einen Gewindezapfen 2 zum auswechselbaren Anschluß an eine nicht dargestellte, bekannte Halterung einer automatischen Schweißmaschine haben, sind jeweils von einem axial gerichteten Elektroden-Durchführungskanal 3 durchdrungen. Neben dem Gewindezapfen 2 ist auße-nseitig der Hülse 1 eine vieleckig profilierte und einen Schlüsselan-

satz bildende Zone 4 vorgesehen.

Der Durchführungskanal 3 hat in Förderrichtung der Elektrode, die durch den Pfeil 5 gekennzeichnet ist, drei aneinander anschließende und ineinander übergehende Zonen, und zwar eine Einführungszone 6, eine Übergangszone 7 und eine Führungs- und Kontaktzone 8. Der Durchmesser der Einführungszone 6 ist mindestens doppelt so groß als der Durchmesser der durch die Hülse durchzuführenden Elektrode. Die Länge der Einführungszone 6 entspricht etwa zwei Drittel der Gesamtlänge der Hülse 1.

Die Einführungszone ist über ihre gesamte Länge zylindrisch ausgebildet. An dem dem Gewinde&apfen 2 benachbarten Endteil der Einführungszone 6 ist eine entgegen der Förderrichtung der Elektrode sich konisch erweiternde Aussparung 9 vorgesehen. Die Übergangszone 7 ist von der Einführungszone 6 ausgehend in Förderrichtung des Pfeiles 5 sich konisch verjüngt ausgebildet. Der größte Durchmesser der Übergangszone 7 entspricht dem Durchmesser der Einführungszone 6. Der verjüngte Teil der Übergangszone 7 geht stufenlos in die Führungs- und

Kontaktzone 8 über. Die Führungs- und Kontaktzone 8 hat über ihre gesarate Länge, die etwa einem Fünftel der Gesamtlänge der Hülse 1 entspricht, zueinander gleiche Querschnitte. Gemäß der Fig. 1 bis 4 ist die Führungs- und Kontaktzone 8 zylindrisch ausgebildet. Bei Elektroden-Führungs- und Ko'ntakt-Hülsen, die zur Durchführung von Elektroden mit 1 mm Durchmesser ausgelegt sind, beträgt der Durchmesser der Führungs- und Kontaktzone 8 maximal 1,1 mm.

Gemäß Fig. 3 ist in der linken Stirnseite der Hülse 1 eine gegenüber der Führungs- und Kontaktzone 8 im Durchmesser größere Ausnehmung 10 vorgesehen. Alle Zonen 6,7 und 8 sowie die Aussparung 9 und die Ausnehmung 10 sind zueinander koaxial ausgerichtet angeordnet.

Die Hülse 1 hat ferner außenseitig im Anschluß an die Zone 4 eine in Förderrichtung der Elektrode sich konisch verjüngende zweite Zone 11 und eine daran sich anschließende zylindrische dritte Zone 12. Die Zonen 4, 11 und 12 bilden mit einem nicht dargestellten, zumindest innenseitig kreisförmige Querschnitte aufweisenden und zur Hülse 1 koaxial

angeordneten Mantel eine Ringdüse zur Durchführung zum Beispiel von Schutzgas mit bislang unerreicht günstigen Strömungsverhältnissen.

Die Zonen 4, 11 und 12 haben zumindest annähernd gleiche axiale Längen.

Zur weiteren Verbesserung der elektrischen Kontaktierung ist gemäß Fig. 5 die Führungs- und Kontaktzone 8 so vieleckig profiliert, daß eine durch die Führungsund Kontaktzone 8 durchgeführte Elektrode 13 k?reisförmigen Querschnittes sich zumindest an zwei konvergierenden Querschnittsseiten anlegen kann.

Außerdem erlauben die durch die Ecken gebildeten Freiräume der vieleckig profilierten Führungs- und Kontaktzone 8 die gezielte Abführung von Verschleißrückständen der Elektrode und/oder Öle, Fette und/oder andere Oberflächenbeschichtungen.

Zur Erhöhung der Standzeiten der Hülse 1 kann .die Einführungszone und die Übergangszone zumindest partiell mit hochverschleißfesten Materialien, insbesondere Keramik ausgekleidet werden. Aus dem gleichen Grunde ist es auch vorteilhaft, zumindest die Führungs- und Kontaktzone 8 durch geeignete,

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ansich bekannte Fertigungsverfahren, insbesondere durch spanlose Kaltverformung im Elektrodenführungsbereich zusätzlich zu verfestigen. Durch Zuordnung eines Adapters, der auf den Gewindezapfen 2 aufschaubbar sein sollte, ist die erfindungsgemäße Düse auch für Halterungen mit zueinander unterschiedlichen Anschlußmöglichkeiten einsetzbar. Dieser Adapter sollte vorzugsweise auch zur Zentrierung und Führung der durchzuführenden Elektrode ausgenutzt werden, wobei es vorteilhaft ist, den Adapter partiell aus elektrisch nicht leitenden, hochverschleißfesten Materialien, z.B. Keramik herzustellen, um einerseits die Elektroden-Führungsund Kontakt-Hülse mit der Halterung der Schweißmaschine elektrisch zu verbinden und um andererseits auch eine hohe Gebrauchsdauer für die in den Adapter integrierten Zentrier- und Führungseinrichtungen zu erreichen.

Unter Umständen könnte es besonders vorteilhaft sein, die Kanalzonen 6 und 7 ggf. mittels einer eingefügten Buchse aus Keramik zu einer einzigen, in Förderrichtung der Elektrode sich konisch verjüngenden Kanalzone zusammenzufassen.

Ggf. erlaubt es die erfindungsgemäße Hülse die Führungs- und Kontaktzone 8 noch enger als beansprucht auszubilden.

Alle neuen, in der Beschreibung und/oder Zeichnung offenbarten Einzel- und Kombinationsmerkmale werden als erfindungswesentlich angesehen.

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Claims

Patentansprüche :

1. Elektroden-Führungs- und Kontakt-Hülse für das Lichtbogenschweißen, insbesondere mit Schutzgas, mit einem die Hülse axial durchdringenden, in der lichten Weite dem Querschnitt der Elektrode angepaßten Elektroden-Durchführungskanal und mit einer an dem der Hülsenmündung abgewandten Endteil vorgesehenen Anschlußeinrichtüng zur lösbaren Verbindung mit einer Halterung, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchführungskanal (3) mindestens drei in Förderrichtung der Elektrode (13) aneinander anschließende Zonen aufweist, und zwar eine Einführungszone (6), die eine gegenüber dem Durchmesser der Elektrode (13) e^wa doppelt oder mehrfach größere lichte Weiten aufweist, ferner aus einer an letztere sich anschließenden, in Förderrichtung der Elektrode (13) sich verengenden

Übergangszone (7), deren lichte Weite eingangs der lichten Weite der Einführungszone (6) entspricht, und aus einer Elektroden-Führungs- und Kontaktzone (8), in welche die Übergangszone (7) stufenlos übergeht, und daß die lichte Weite der Elektroden-Führungs- und Kontaktzone (8) nur um etwa ein Zehntel größer als der Elektroden-Durchmesser ausgebildet ist.

2. Elektroden-Führungs- und Kontakt—Hülse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Länge der Elektroden-Führungs- und Kontaktzone (8) etwa einem Fünftel der Gesamtlänge der Hülse (1) entspricht.

3. Elektroden-Führungs- und Kontakt-Hülse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Länge der Einführungszone (6) etwa zwei Drittel der Gesamtlänge der Hülse (1) entspricht.

4. Elektroden-Führungs- und Kontakt-Hülse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einführungszone (6) über ihre gesamte Länge gleiche, insbesondere zylindrische, lichte Querschnitte aufweist.

5. Elektroden-Führungs- und Kontakt-Hülse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einführungszone (6) am freien Endteil eine entgegen der Förderrichtung der Elektrode (13) sich insbesondere konisch erweiterende und an der freien, benachbarten Stirnseite ausmündende Aussparung (9) aufweist.

6. Elektroden-Führungs- und Kontakt-Hülse nach einem der Ansprüche 1 bis !/dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden-Führungs- und Kontaktzone (8) in Förderrichtung der Elektrode in eine zum freien Ende hin sich erweiternde, stirnseitig offene Ausnehmung (10) übergeht.

7. Elektroden-Führungs- und Kontakt-Hülse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden-Führungs- und Kontaktzone (8) so vieleckig profiliert ist, daß der von den Vieleckseiten eingeschlossene Kreis gering größer als der Elektroden-Querschnitt ist.

8. Elektroden-Führungs- und Kontakt-Hülse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einführungszone (6) und/oder die Übergangszone (7) zumindest partiell mit hochverschleißfester Keramik ausgekleidet ist.

9. Elektroden-Führungs- und Kontakt-Hülse nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Hülse zur Bildung einer zum Durchführungskanal konzentrisch angeordneten und von einem Gasstrahl durchströmbaren Ringdüse von einem rohrförmigen, zumindest innenseitig kreisförmig profilierten Mantel umfaßt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (1) außenseitig im Anschluß an eine, an dem der Mündung der Hülse

(I) abgewandten Endteil angeordnete, Schlüsselansätze aufweisende, erste Zone (4) eine in Förderrichtung der Elektrode sich konisch verjüngende zweite Zone

(II) aufweist, die in eine daran sich anschließende dritte Zone (12) übergeht, welche über ihre gesamte Länge zylindrisch ausgebildet ist und deren Durchmesser der zweiten Zone (11) entspricht.

10. Elektroden-Führungs- und Kontakt-Hülse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die drei äußeren Zonen (4,11 + 12) der Hülse (1) zueinander etwa gleiche axiale Längen aufweisen.

DIPL.-ING. CONRAD

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